拯救受潮IC：器件烘烤工艺为何是防潮刚需?

你知道吗？PCBA制造存在一个看不见的“隐形杀手”—受潮。若未充分去除元器件内部的水分，在焊接的过程中就有可能会产生虚焊、BGA鼓包、损坏等不良，增加额外的维修成本。今天咱们聊聊为什么贴片器件过回流焊前，有必要经历烘烤这一环节。

#1 贴片器件受潮的危害

贴片器件大多采用的是塑料封装（如环氧树脂），这些材质因其特殊的分子结构而具有一定的吸湿性，当在非干燥环境存储或暴露时，会吸收空气中的水分并渗透进器件内部。

在SMT回流焊接的过程中，当温度升高时，器件内部吸湿的水分迅速蒸发膨胀，导致器件封装内部的压力过载，进而引发器件材料膨胀、变形（例如IC鼓包），最终造成器件功能失效。

例如，一些IC芯片（如BGA、QFN封装等）内部水分在回流焊高温作用下急剧膨胀，压力超过其内部结构的强度极限，就会导致器件内部分层甚至爆裂。

（图源：互联网）

在回流焊的高温环境中水汽会发生热分解，产生具有强氧化性的活性氧原子，极易与器件引脚金属发生氧化反应。引脚表面的氧化层（如CuO）具有一定的绝缘性，对焊料的爬锡效果具有一定的负面影响。

（图源：互联网）

#2 烘烤的必要性及触发条件

目前针对已受潮元器件需要进干燥处理，烘烤是较稳定且保险的处理方式。

烘烤的必要性

防止贴片器件内部开裂/短路：烘烤可以有效去除器件内部的水分，从根本上解决在贴装焊接时因器件受潮可能带来的一些如器件鼓包、爆裂、内部分层和短路等风险。

（电容开裂）

（IC鼓包）

例如LED器件，受潮后水汽易与器件内部的金属发生电化学反应，导致器件短路漏电、瞎灯等不良。烘烤灯珠可以有效去除器件内部的水分，提高焊点质量。

（贴片型LED，仅供参考）

提高焊接质量和可靠性：过量的潮气在回流焊高温环境下加快了器件引脚氧化的速度，导致器件引脚不爬锡、虚焊等不良，反而还增加返工维修的成本。烘烤可以有效减少器件内部的潮气，降低焊点气泡率，有助于提高焊接质量和可靠性。

（图源：互联网）

触发条件

什么情况下需要烘烤处理呢？

器件拆封后暴露时间超过规定限制：如下的器件湿气敏感性等级表MSL（Moisture Sensitivity Level）我们可以看到，对不同等级的器件暴露时间都有一定的限制，可以据此进行干燥处理。

（图源：互联网）

若超过上述的时间限制，建议烘烤后再真空包装保存或焊接。

湿度指示卡超过一定数值：湿度指示卡是检测湿敏元器件存放环境湿度的重要工具，对照器件的湿气敏感性等级（MSL）来查看色卡变色情况，以便及时采取干燥措施。

（图源：互联网）

器件存储不当：一般情况下，封装完成后的器件都会进行密封包装。若存储环境的湿度较大，特别是一些南方地区的梅雨季节空气湿度可高达80%RH左右，这种高湿度环境会增加器件受潮的风险，推荐对器件进行干燥处理。

#嘉立创SMT# #PCBA可制造性干货#



END

扫码关注“嘉立创SMT”公众号，了解更多行业干货